筆帽安全性解讀與實施方法

筆帽安全性解讀與實施方法

文／青島昌隆文具有限公司 康登奎

《GB21027-2007 學生用品的通用安全標準》是由中國輕工業聯合會提出，全國文體用品標準化中心歸口的一項強制性國家標準，自從2007年頒布以來，受到社會各界和消費者的極大關注。2014年又重新作了修訂（修訂任務書編號 20102076-Q-607），目前在審批過程中，尚未發布。該標準中的“3.7筆的上帽安全”，基本是等同引用了ISO11540（Writing and marking instruments－Specifications for caps to reduce the risk of asphyxiation），筆的上帽安全性也越來越多引起了文具制造廠家的重視，很多用戶和消費者也很關心上帽的安全性。筆者參加了該標準2007版的制訂和2014年的修訂，期間曾經收到過筆制造廠家和檢測機構打電話咨詢，為了更好地理解和實施該項國家強制標準，根據多年對國內外書寫用品設計的研究和在行業的實際工作經驗，本文將對上帽安全性設計、質量控制等方面提出一些具體的實施方法和注意的事項，與大家分享。

一、筆帽設計方面

1、直徑方向尺寸足夠大，按照標準，只要上帽尺寸足夠大，不能在厚度為19mm，內徑為Φ16mm的內孔掉出，且筆帽在其自重下在治具上方露出高度要≧5mm。見圖1。

圖1 足夠大上帽檢測治具（1、上帽下落的方向，2、用于檢驗是否滿足上帽足夠大的治具；3、檢驗的上帽）

圖2 帶弧度筆夾的上帽

理論上的，只要滿足這個尺寸設計的筆帽，兒童就不能將筆帽吞下而導致窒息的危險。作為制造商，此項很容易通過設計實現的，生產出的上帽也容易檢驗。但實際上，作為14歲以下使用的學生用品較少有如此大尺寸筆帽的產品，更多是采用其他滿足上帽通氣量要求的設計。

采用帶弧度的筆夾（圖2），不失為一個較好的解決方案。

2、如果是以筆帽外部形狀作為通氣通道的話，設計方案如下：

⑴空氣通道面積至少要6.8mm2（見圖3），且筆夾兩端距離筆帽端面距離≤2mm，這個面積可以使用設計軟件自動計算得到；

圖3 上帽通氣面積

⑵或者使用：外部通道1+筆夾下空氣通道2（見圖4），3處通道面積需要大于6.8mm2。

圖4 外部通道1+筆夾下空氣通道2

⑶上帽外部通氣槽。這樣的設計，也是數個通氣槽面積相加（圖5），外部對個通氣槽面積之和大于6.8mm2。

圖5 數個外部通道

3、如果是以內部的孔或端面孔作為通氣通道的話，通氣面積需要≧3.4 mm2，

⑴上帽如果是單個圓孔，則這個面積計算對應直徑約為Φ2.10mm（圖6），這個最典型的設計就是法國BIC公司的圓珠筆Cristal筆帽。

圖6 單個通氣孔的上帽

⑵如果是多個不規則孔組成的通氣孔（圖7），則需要疊加，實際的面積則需要比3.4 mm2大一些，安全起見可以考慮增加15%的安全系數。

圖7 多個不規則孔組成的通氣孔

⑶內外孔聯通的設計（圖8）。

圖8 內外聯通設計

4、注意此標準談到的筆帽是指筆帽組件，是指實際使用過程中筆帽的總成，僅僅在原單個筆帽上設計的通氣量滿足的情況下，在組裝后會發生變化。

⑴中性筆筆帽：如果是上帽+筆夾+密封膠塞組成的組件，則通氣量測試應該是以組件為測量對象的，特別是以上帽頂部通氣孔或筆夾與上帽配合形成的通氣孔，組裝膠塞后會造成通氣量減小（圖9）。

圖9 裝有膠塞中性筆的上帽

例如上述如果圖6上帽作為圓珠筆時，通氣量是滿足的，但是如果要作為中性筆，由于在上帽中增加了膠塞，則通氣量就變小了，需要通過使用通氣量的測量確認通氣量是否充分。

⑵微孔墨水筆、水彩筆筆帽、水性圓珠筆：有時會采用筆帽+內帽的結構（圖10），此時要注意內帽組裝后也會使通氣量減小。

圖10 裝有內帽的微孔墨水筆上帽設計

二、質量控制方面

1、對于上述內孔一般是用模具型芯對接或對碰的方式實現的，而這種方式很容易在模具使用一段時間后磨損，繼而形成毛邊，導致部分或全部通氣孔被堵，這樣就會發生上帽通氣量不夠的產品流入市場的事件發生，如果被消費者投訴甚者會導致嚴重的索賠和經濟損失，因此在工廠內部要嚴格控制，此項往往作為作為致命缺陷（C=0），如果是被檢出通氣量不足，則產品會被拒收。

2、可以采用注塑質檢員每班2-3次整模檢測通氣量，而操作工則通過目視自檢，以便及早發現不良的腔穴，并采取措施。要在注塑階段生產出合格的上帽，如果在組裝制程或OQC或客戶驗貨發現問題，特別是吊卡裝，所產生的返工費用將是巨大的；如果被流出，則損失將更大。

3、檢測時需要注意的事項

⑴需要兩個方向檢測：（上帽檢測需要兩個方向的如圖11）

圖11 通氣量的檢驗方向性

⑵使用的軟管：硬度：Shore A 55 ±10；尺寸：上帽外形最大直徑方向尺寸的80%-85%。

⑶上帽通氣量檢測儀的檢定：據我了解，目前尚沒有第三方可以對此專用檢測儀器作檢定，可以考慮采用制作的標準檢具定期作對比測量。這個檢具可以是鋁合金或其他金屬材料為好，耐磨，穩定性好。具體方法可以參考如下：

①可以按照圖3，在滿足2處通氣面積大于規格值6.8 mm2，將此筆帽作為“標準筆帽”，并且不會因為時間而磨損或損壞。

②使用標準檢具測量正反兩個方向的通氣量并記錄；作為周期檢定、對照測量的依據。

三、其他方面

1、對于組件上帽，由于構成的空氣通道形狀不規則，或組件后零件間相互干擾，如果設計階段不能確定是否滿足，最好是通過制作手模或單腔模具后，使用上帽通氣量檢測儀檢測后確定。

2、該標準不適用筆芯或可替芯用的臨時上帽，例如中性筆筆芯帽、水性圓珠筆筆芯的筆芯帽。

四、結語

文章對GB21027中筆帽安全性作了解讀，從實戰角度給出筆帽設計、質量檢驗等建議，希望能夠給相關企業和單位提供借鑒和參考。